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气体润滑对微型滚动轴承优缺点各有所得

所谓气体润滑轴承指的就是利用气体润滑剂进行润滑的互动轴承,我们常见的气体润滑剂为空气。在是使用中,气体润滑轴承形成承载气膜的机理与液体润滑轴承相同。因此,气体润滑轴承使用时具有有以下几大优点与缺点。

气体润滑微型滚动轴承的优点

1、速度高

小型氦涡轮膨胀机转速已达650 000r/min,线速度为238m/s,按dn值计算已达到455x106mm·r/min。

2、精密度高

气膜具有误差匀化作用,其精度比滚动轴承高两个数量级,而且振动小,噪声低。

3、摩擦损耗小

气体粘度仅为润滑油粘度的千分之一,所以气膜内摩擦引起的摩擦转矩比油膜的低三个数量级。

4、适用温度范围宽,能抗原子辐射

耐高温可达300—500℃,温度低到10K气体轴承仍能工作。

5、无污染

润滑气体一般为空气或惰性气体,排放到大气不产生污染。轴承的振动小、噪声低,对环境也不构成污染。

6、寿命长

气体静压轴承无金属直接接触,理论寿命为无限长。考虑其他条件限制,一般应在104h以上。动压气体轴承启停瞬间存在金属间摩擦,寿命受一定影响,但也在3000h以上。

气体润滑微型滚动轴承的缺点

1、承载能力低

气体润滑轴承与同类油润滑轴承比,承载能力约低1~2个数量级。按单位面积承载能力,油润滑轴承一般为(0.5~2)MPa,而气体润滑轴承则只有(0.02~0.04)MPa。

2、可靠性差

一方面是气体润滑轴承容易失稳,出现常见的气锤振动及涡动不稳定现象。另一方面是气体润滑轴承卡滞、抱轴或咬死现象也时有发生。

3、需要的制造精度高,造价昂贵

因气膜很薄,一般在几微米到几十微米之间,所以对零件制造精度要求较高,提高了造价。另外,有加工螺旋槽、节流小孔和多孔质材料等特殊工艺要求,增加了制造难度和费用。

4、要求工作条件苛刻

气体润滑轴承需要高清洁度的工作环境及严格遵守操作规程,以确保轴承正常工作,不发生意外。为此,一定程度地限制了它的广泛应用和商品化。